Fase eksponensial atau fase logaritmik yaitu fase dimana Chaetoceros sp. memiliki laju pertumbuhan tetap. Sel bereproduksi dengan cepat sehingga
pertumbuhan populasi mencapai maksimal. Pada hari kesepuluh hingga hari keduabelas terjadi fase kematian sebesar
720.000 selml. Fase ini terjadi akibat kualitas fisik dan kimia kultur berada pada titik dimana sel tidak mampu lagi mengalami pembelahan kematian. Pada hari
keduabelas hingga akhir kultur terjadi kondisi dimana faktor pembatas dan kecepatan tumbuh sama karena jumlah sel yang membelah dan yang mati
seimbang, kondisi ini disebut fase stasioner. Keberhasilan kultur ditandai dengan pertumbuhan yang semakin
meningkat dari kepadatan biomassa Chaetoceros sp.. Hal tersebut merupakan waktu generasi pertumbuhan Chaetoceros sp., sehingga dapat dikatakan waktu
generasi merupakan waktu yang diperlukan oleh Chaetoceros sp. untuk membelah dari satu sel menjadi beberapa sel selama pertumbuhan. Pada penelitian ini kultur
dilakukan selama dua minggu, bila diperpanjang tidak akan meningkatkan biomassa karena keterbatasan faktor fisik dan kimia.
4.2 Pertumbuhan Chaetoceros sp. dan penyerapan CO
2
Perubahan konsentrasi gas CO
2
diamati setiap hari sesuai dengan pengukuran biomassanya Lampiran 1. Pertumbuhan Chaetoceros sp. dan gas
CO
2
memiliki hubungan korelasi negatif, dimana peningkatan biomassa diikuti dengan penurunan konsentrasi gas CO
2
. Penurunan konsentrasi gas CO
2
diduga akibat difusi gas CO
2
yang terjadi pada saat gas CO
2
dialirkan ke dalam fotobioreaktor. Difusi tersebut menghasilkan CO
2
terlarut sehingga meningkatkan
konsentrasi karbon anorganik terlarut DIC pada fotobioreaktor. Karbondioksida terlarut inilah yang dimanfaatkan oleh Chaetoceros sp. dalam proses fotosintesis.
Pada awal kultur terjadi peningkatan konsentrasi CO
2
dari 7,15 vol. menjadi 8,17 vol.. Hal ini menunjukkan bahwa injeksi CO
2
sebesar 7,15 vol. tidak mengalami difusi di dalam fotobioreaktor, bahkan sebaliknya terjadi difusi
dari CO
2
terlarut dalam fotobioreaktor kembali menjadi gas CO
2
menuju penampungan gas.
Pada fase lag adaptasi hingga fase eksponensial terlihat bahwa konsentrasi CO
2
mengalami penurunan yang cenderung konstan hari ke 2 - 10 dengan kisaran penurunan 0,34 - 0,52 vol.. Rata-rata penurunan konsentrasi gas
CO
2
selama kedua fase tersebut adalah 0,574 vol. per hari. Setelah itu pada fase kematian hari ke 10 dan 11, konsentrasi gas CO
2
mengalami penurunan terbesar mencapai 1,35 vol. hingga menjadi 1,65 vol.. Hal tersebut diduga akibat
tingginya pertumbuhan biomassa puncak pertumbuhan yang tidak diikuti dengan ketersediaan CO
2
terlarut di dalam fotobioreaktor keterbatasan CO
2
. Hubungan pertumbuhan biomassa Chaetoceros sp. dengan konsentrasi CO
2
pada fotobioreaktor diperlihatkan oleh Gambar 9.
Gambar 9. Pertumbuhan Chaetoceros sp. terhadap konsentrasi gas CO
2
Pada fase stasioner konsentrasi gas CO
2
tidak lebih dari 1,65 vol. dan penurunan hanya sebesar 0,02 vol. dan 0,19 vol.. Hal tersebut diduga akibat
keseimbangan antara ketersediaan CO
2
dengan laju pertumbuhan biomassa Chaetoceros
sp.. Konsentrasi CO
2
akhir sebesar 1,44 vol., mengalami penurunan dari awal kultur sebesar 6,72 vol.. Bila dibandingkan dengan
konsentrasi CO
2
pada perairan terbuka, konsentrasi CO
2
terlarut di perairan pasifik khatulistiwa tertinggi sebesar 750 ppm dan yang rendah sebesar 150 ppm
Beardall dan Stojkovic, 2006. Konsentrasi CO
2
terlarut pada fotobioreaktor lebih rendah dengan kisaran 19 ppm hingga 78,5 ppm Lampiran 1.
Perhitungan penyerapan CO
2
pada fotobioreaktor perlu dilakukan untuk mengetahui aliran gas CO
2
yang terjadi dalam sistem tertutup seperti yang terlihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Penyerapan karbondioksida pada fotobioreaktor Hari
ke Penyerapan
CO
2
Penyerapan CO
2
Masuk vol. Keluar vol.
Serapan vol. 7,15 8,17 -1,02
31,92 1
8,17 7,83 0,34 34,75
2 7,83 7,3 0,53
39,17 3
7,3 6,87 0,43 42,75
4 6,87 6,4 0,47
46,67 5
6,4 5,57 0,83 53,58
6 5,57 4,83 0,74
59,75 7
4,83 4,15 0,68 65,42
8 4,15 3,52 0,63
70,67 9
3,52 3,0 0,52 75
10 3,0 1,62 1,35
86,5 11
1,62 1,63 0,02 86,42
12 1,63 1,44 0,19
88 13
1,44 -
- -
Berdasarkan Tabel 5, aliran gas CO
2
pada sistem tertutup fotobioreaktor memiliki konsentrasi awal sebesar 7,15 vol. yang dihitung selisihnya terhadap
gas yang keluar dari fotobioreaktor. Kemudian dapat diketahui seberapa besar penyerapan gas CO
2
yang dimanfaatkan oleh Chaetoceros sp. pada fotobioreaktor. Sistem tertutup menyebabkan minimnya kemungkinan gas keluar
dari sistem sehingga asumsi yang digunakan adalah konsentrasi gas yang keluar dari fotobioreaktor pada hari pertama akan menjadi konsentrasi gas masukan pada
hari kedua, dan seterusnya. Selisih konsentrasi yang terjadi diduga akibat difusi gas CO
2
ke dalam media tumbuh air laut, hasil difusi gas tersebut secara langsung dimanfaatkan oleh Chaetoceros sp. untuk fotosintesis karena tidak ada
persaingan dengan spesies yang lain. Oleh karena itu selisih tersebut dianggap sebagai penyerapan CO
2
oleh Chaetoceros sp.. Pada awal kultur hari ke 0 tidak terjadi penyerapan CO
2
, ditunjukkan dengan negatifnya nilai penyerapan -1,02 vol.. Hal ini diduga akibat masuknya gas CO
2
yang melimpah dan tidak diimbangi dengan kepadatan biomassa Chaetoceros sp. sebesar 10.330 selml.
Berbeda dengan hari berikutnya, penyerapan gas CO
2
meningkat sebesar 0,34 vol. yang diduga akibat pemanfaatan CO
2
oleh Chaetoceros sp. dalam fotobioreaktor.
Pada hari kedua hingga kelima adalah fase lag adaptasi, hasil pengukuran outlet gas CO
2
sebesar 7,83 - 5,57 vol. dengan laju penyerapan 0,43 - 0,83 vol. dari injeksi yang diberikan pada fotobioreaktor. Pada hari kesepuluh,
1,35 vol. gas CO
2
terlarut dengan penyerapan sebesar 46 dari injeksi pada hari ke-10. Selanjutnya pada fase stasioner penyerapannya berkisar antara 0,02 -
0,19 vol.. Selama kultur berlangsung penyerapan CO
2
tertinggi oleh
Chaetoceros sp. terjadi pada fase eksponensial hari kesepuluh sebesar 1,35
vol. diikuti dengan peningkatan biomassa sebesar 960.000 selml akibat kecepatan reproduksi sel yang maksimal. Pada penelitian ini, dalam satu siklus
fotobioreaktor 14 hari Chaetoceros sp. mampu menyerap 10,56 vol. CO
2
dari total 12 vol. CO
2
yang diinjeksikan ke dalam fotobioreaktor dengan laju penyerapan rata-rata 0,56 vol. CO
2
per hari.
4.3 Pengaruh nutrien nitrat, nitrit, fosfat dan silikat terhadap pertumbuhan
